CT所致受检者个体化器官剂量的研究进展

CT检查所引发的辐射风险备受关注,器官剂量被认为是量化受检者辐射剂量和评估风险的最有意义的技术参数。目前获取CT所致受检者器官剂量的方法主要包括：物理模体测量法、人体直接测量法、剂量转换系数法、蒙特卡罗模拟法、剂量计算软件法等。尽管不同的方法各有其特点和应用情形,但受检者器官剂量的个体化始终是辐射防护与剂量学研究所追求的目标。基于人工智能的个体化建模和GPU蒙卡仿真使得受检者器官剂量个体化计算成为可能,而基于CT探测器信号的受检者器官剂量反推则为受检者器官剂量的个体化研究提供了新的解决方案。     

基于低剂量CT图像的双胞胎个体化可计算模型构建

目的 为了弥补胎儿辐射剂量学研究中双胞胎数字化模型的空白,本研究拟基于临床低剂量CT图像构建双胞胎可计算体模。方法 采用阈值自动分割和手动分割结合的方式对孕妇患者的低剂量CT图像进行分割与标识,在3D建模软件中对分割后的母体轮廓、胎儿轮廓和骨骼等组织器官进行三维重建与曲面重构,再进一步依据国际放射防护委员会（ICRP）89号报告和世界卫生组织（WHO）报告中胎儿发育数据构建胎儿内部器官。结果 建立了全球第一套基于低剂量CT图像的个体化双胞胎非均匀有理B样条（NURBS）曲面模型,该模型的外部轮廓、骨骼,在母体的大小、位置和姿势均与真实患者完全一致。每个所构建的胎儿模型具有25个器官/组织,并且其质量与参考值的相对偏差<10%。结论 本研究构建了一套基于低剂量CT图像的个性化双胞胎可计算体模,填补了双胞胎可计算模型的空白,有助于更加准确评估怀有双胞胎的孕妇患者在接受放射诊断的过程中胎儿接受的电离辐射剂量。     

基于非均匀有理B样条的中国数字人女性可变3D模型的构建

目的建立包含内部器官,特别是生殖系统的中国数字人女性3D模型,并实现可变模型构建。方法对"中国数字人女一号"高分辨率数据集的原始彩色断层切片数据进行自动分割和半自动交互分割,将分割后的二值化数据转化为基于非均匀有理B样条的三维曲面,进行三维重建。结果得到了各器官3D模型,女性生殖系统模型清晰显示出各生殖器官的空间形态和位置关系。结论经过对中国女性数字人断层图片的处理,得到了器官完整的可变3D模型,便于构建个体化计算模型,开展航天辐射防护、临床放射治疗等方面的研究。     

基于高精度断层图片数据集的大鼠动脉血管重建

目的基于微米级大鼠断层图片数据集,建立高精度的大鼠动脉血管的三维模型,为各种监测鼠血管组织形态变化的试验提供客观依据。方法采用一套高分辨率大鼠断层切片图像数据集,使用半自动交互方法对动脉血管进行分割,使用改进的移动立方体(marching cube,MC)算法,在一台IBM图形工作站上对80 GByte大小的血管图片数据集进行重建。结果建立了完整的高精度大鼠动脉血管的三维表面模型,能显示出0.4mm大小的微细血管。结论该大鼠动脉血管三维模型可以为观测试验鼠血管组织形态变化提供一个立体的空间比较标准。